Типы интерфейсов для передачи данных в мехатронных системах: I2C, SPI, UART и их сравнение
Автор: Нин Ж., Ма Ю.
Журнал: Международный журнал гуманитарных и естественных наук @intjournal
Рубрика: Технические науки
Статья в выпуске: 11-1 (110), 2025 года.
Бесплатный доступ
В статье проводится системный анализ характеристик широко распространенных последовательных интерфейсов передачи данных I2C, SPI и UART в контексте их применения в мехатронных системах. Определены ключевые требования к интерфейсам в мехатронике: надежность, скорость, простота реализации, энергоэффективность и стоимость. Рассмотрены принципы работы, архитектура и протоколы обмена данными для каждого интерфейса. На основе разработанной системы критериев выполнен детальный сравнительный анализ, охватывающий скорость передачи, метод синхронизации, дуплексность, аппаратную и программную сложность, энергопотребление, помехоустойчивость и стоимость реализации. Сформулированы практические рекомендации по выбору интерфейса в зависимости от специфики решаемой задачи в мехатронном устройстве. Показано, что оптимальная архитектура современной мехатронной системы часто основывается на комбинированном использовании этих интерфейсов для достижения баланса между производительностью, надежностью и экономической эффективностью.
Мехатронные системы, интерфейсы передачи данных
Короткий адрес: https://sciup.org/170212303
IDR: 170212303 | DOI: 10.24412/2500-1000-2025-11-1-220-225
Interface types for data transmission in mechatronic systems: I2C, SPI, UART and their comparison
This article provides a systematic analysis of the characteristics of widely used serial data transmission interfaces (I2C, SPI, and UART) in the context of their application in mechatronic systems. Key requirements for interfaces in mechatronics are identified: reliability, speed, ease of implementation, energy efficiency, and cost. The operating principles, architecture, and data exchange protocols for each interface are discussed. Based on the developed criteria, a detailed comparative analysis is performed, covering transmission speed, synchronization method, duplexity, hardware and software complexity, power consumption, noise immunity, and implementation cost. Practical recommendations for selecting an interface based on the specific task being solved in a mechatronic device are formulated. It is shown that the optimal architecture of a modern mechatronic system is often based on the combined use of these interfaces to achieve a balance between performance, reliability, and cost efficiency.
